The object of research, development or design (in Russian) : Задача 1. Разработка сенсоров на основе одномодового оптоволокна, реагирующих на изменения показателя преломления. Задача 2. Оценка эффективности датчиков в области биосенсоров для подтверждения их сенсорных возможностей. Задача 3. Синтез и характеристика наноматериалов для применения в биосенсорах при модификации поверхности. Задача 4. Экспериментальное исследование различных подходов модификации поверхности биосенсоров. Задача 5. Анализ поверхности функционализированных волоконно-оптических биосенсоров различными методами. Задача 6. Применение функционализированных биосенсоров для обнаружения биомаркеров рака. Задача 7. Исследование специфичности разработанных биосенсоров в отношении биомаркеров рака. Задача 8. Полученные результаты будут опубликованы согласно документации конкурса. Задание 9. Написание итогового отчета - Заключительный отчет

The object of research, development or design (in Kazakh) : Тапсырма 1. Сыну көрсеткішінің өзгеруіне жауап беретін бірмодалы оптикалық талшық негізінде сенсорларды жасау. Тапсырма 2: Сезімталу мүмкіндіктерін растау үшін биосенсация саласындағы сенсорлардың жұмысын бағалау. Тапсырма 3. Беттік модификация үшін биосенсорларда қолдану үшін наноматериалдардың синтезі және сипаттамасы. Тапсырма 4. Биосенсорлардың бетін түрлендірудің әртүрлі тәсілдерін эксперименттік зерттеу. Тапсырма 5. Функционалданған талшықты-оптикалық биосенсорлардың бетін әртүрлі әдістермен талдау. Тапсырма 6. Қатерлі ісік биомаркерлерін анықтау үшін функционалдық биосенсорларды қолдану. Тапсырма 7. Жасалған биосенсорлардың ісік биомаркерлеріне қатысты ерекшелігін зерттеу. Тапсырма 8. Алынған нәтижелер конкурстық құжаттамаға сәйкес жарияланады. Тапсырма 9.Қорытынды есеп жазу - Қорытынды есеп

Aim of work (in Russian) : FORСYTE — это проект, целью которого является изучение применения волоконно-оптических сенсоров для создания биосенсора по детекции раковых клеток со свойствами, подобными стволовым клеткам.

Aim of work (in Kazakh) : FORСYTE – дің жасушаларына ұқсас қасиеттері бар рак клеткаларын анықтауға арналған биосенсорды жасау үшін талшықты-оптикалық сенсорларды пайдалануды зерттеуге бағытталған жоба.

Методы исследования (на русском) : Методы исследования будут включать основные этапы изготовления различных волоконно-оптических с дальнейшей калибровкой, функционализацией поверхности и обнаружением аналита. Последовательность проведения исследования будет следующая: изготовление и калибровка одномодовых волоконно-оптических сенсоров, изучение сенсоров с помощью прибора оптической рефлектометрии обратного рассеяния или прибора Micron Optics, функционализация поверхности сенсоров подходящими лигандами, детекция и измерение целевых аналитов в искусственных биологических жидкостях.

Методы исследования (на казахском) : Зерттеу әдістері әртүрлі талшықты-оптикалық құрылғыларды дайындаудың негізгі қадамдарын қамтиды, содан кейін калибрлеу, бетті функционалдау және аналитті анықтау. Зерттеу тізбегі келесідей болады: бір модты талшықты-оптикалық сенсорларды жасау және калибрлеу, оптикалық кері шашырау рефлексометриялық құралын немесе Micron Optics құралын пайдалана отырып сенсорлерді зерттеу, сенсордың бетін сәйкес лигандтармен функционалдықтандыру, мақсатты аналиттерді анықтау және өлшеу. жасанды биологиялық сұйықтықтарда.

Obtained results and novelty (in Russian) : На данный момент были получены результаты согласно календарному плану, а именно разработаны сенсоры на основе оптоволокна, а также просинтезированы наноматериалы для применения в модификации поверхности данных сенсоров.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Қазіргі уақытта кунтізбелік жоспарға сәйкес нәтижелер алынды, атап айтқанда талшықты-оптикалық сенсорлар жасалды және осы сенсорлардың бетін өзгерту үшін наноматериалдар синтезделді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Результаты исследования могут повлиять на текущие методы лечения рака, сделав их эффективными за счет измерения конкретных биомаркеров. Ранняя диагностика, мониторинг лечения и предотвращение рецидивов после лечения могут выиграть от измерения биомаркеров рака с чрезвычайно низкими пределами обнаружения и высокой чувствительностью. Оценочная экономическая стоимость лечения рака составила 1,16 триллиона долларов США, не считая расходов, понесенных семьями больных раком. Семьи с этим заболеванием несут на 61% больше медицинских расходов, чем семьи без него. Использование биомаркеров для мониторинга рака, диагностики рака и оптимизации схемы лечения может улучшить результаты лечения пациентов и снизить стоимость неэффективного лечения.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Зерттеудің нәтижелері нақты биомаркерлерді өлшеу арқылы оларды тиімді ету арқылы қазіргі қатерлі ісік емдеуіне әсер етуі мүмкін. Ерте диагностика, емдеуді бақылау және емдеуден кейін қайталанудың алдын алу өте төмен анықтау шегі және жоғары сезімталдығы бар қатерлі ісік биомаркерлерін өлшеудің пайдасын тигізуі мүмкін. Онкологиялық ауруларды емдеудің болжамды экономикалық құны онкологиялық науқастардың отбасылары шеккен шығындарды есептемегенде 1,16 триллион АҚШ долларын құрады. Жағдайы бар отбасылар онсыз отбасыларға қарағанда медициналық шығындарды 61%-ға көп төлейді. Қатерлі ісіктерді бақылау, қатерлі ісіктерді диагностикалау және емдеу режимдерін оңтайландыру үшін биомаркерлерді пайдалану пациенттің нәтижелерін жақсартуға және тиімсіз емдеу құнын төмендетуге мүмкіндік береді.

Level of implementation (in Russian) : На текущий момент проект находится на стадии активного внедрения в нескольких ключевых аспектах и успешно выполнены этапы календарного плана. В частности, разработаны ПРИ сенсоры, которые прошли этап тестирования, включая калибровку, что подтвердило их высокую эффективность и чувствительность. Сенсоры демонстрируют способность точно измерять изменения показателя преломления с высокой чувствительностью до 112,0975 dB/RIU. Эти результаты указывают на готовность технологии для практического применения в области биосенсорства. Наночастицы, синтезированные с использованием экстракта зеленого чая, были успешно получены и охарактеризованы. Эти наночастицы продемонстрировали не только экологичность и безопасность, но и высокие антимикробные и антиоксидантные свойства, что делает их перспективными для использования в биосенсорах. Функционализация таких наночастиц для детекции биологических молекул или патогенов была подтверждена, что значительно увеличивает их потенциал в медицинской диагностике и мониторинге. По завершении проекта планируется разработать высокочувствительную биосенсорную платформу для обнаружения биомаркеров рака.

Level of implementation (in Kazakh) : Қазіргі уақытта жоба бірнеше негізгі аспектілер бойынша белсенді іске асыру сатысында және кесте кезеңдері сәтті аяқталды. Атап айтқанда, тестілеу кезеңінен өткен, оның ішінде калибрлеуден өткен ЖБТ сенсорлары әзірленді, бұл олардың жоғары тиімділігі мен сезімталдығын растады. Датчиктер 112,0975 дБ/РИУ дейінгі жоғары сезімталдықпен сыну көрсеткішіндегі өзгерістерді дәл өлшеу мүмкіндігін көрсетеді. Бұл нәтижелер технологияның биосенсация саласында практикалық қолдануға дайын екендігін көрсетеді. Жасыл шай сығындысы арқылы синтезделген нанобөлшектер сәтті дайындалып, сипатталды. Бұл нанобөлшектер тек экологиялық тазалық пен қауіпсіздікті ғана емес, сонымен қатар жоғары микробқа қарсы және антиоксиданттық қасиеттерді көрсетті, бұл оларды биосенсорларда пайдалану үшін перспективалы етеді. Мұндай нанобөлшектердің биологиялық молекулаларды немесе патогендерді анықтауға арналған функционалдығы расталды, бұл олардың медициналық диагностика мен мониторингтегі әлеуетін айтарлықтай арттырады. Жоба аяқталғаннан кейін қатерлі ісік биомаркерлерін анықтауға арналған сезімталдығы жоғары биосенсорлық платформаны әзірлеу жоспарлануда.

Efficiency (in Russian) : Разработанный ПРИ сенсор — это новый тип оптического сенсора, который сочетает в себе высокую чувствительность и простоту изготовления. В отличие от традиционных интерферометров Фабри-Перо, для создания ПРИ используется одномодовое оптоволокно, сваренное с волокном с улучшенным обратнораспределением. Таким образом, сенсоры, полученные с помощью данного метода, демонстрируют высокую чувствительность, быстрый процесс изготовления, доступность исходного материала, долговечность и быструю скорость производства, что делает их эффективной платформой для широкого спектра приложений в области рефрактометрии и биосенсорства. Процесс производства сенсоров оптимизирован до такой степени, что можно получить около 15 сенсоров в час. Исходный материал — это стандартное оптоволокно, используемое в телекоммуникациях, которое стоит всего 0,08$ за метр, что делает производство сенсоров эффективным не только в плане технологии, но и в экономическом плане. Более того, синтезированные наночастицы, полученные из экстракта зеленого чая, обладают высокой биосовместимостью и низкой токсичностью, что делает их идеальными для применения в биосенсорных системах. Зеленый чай содержит природные антиоксиданты (катехины), которые не только способствуют синтезу наночастиц, но и обеспечивают их безопасность для биологических тканей и организмов, что важно для медицинских и биологических приложений, где важна минимизация риска токсического воздействия.

Efficiency (in Kazakh) : ЖБИ әзірлеген сенсор - жоғары сезімталдық пен өндірістің қарапайымдылығын біріктіретін оптикалық сенсордың жаңа түрі. Дәстүрлі Фабри-Перо интерферометрлерінен айырмашылығы, ЖБИ жақсартылған кері тарату талшығымен біріктірілген бір модты оптикалық талшықты пайдаланады. Қорытындылай келе, осы әдіс арқылы өндірілген сенсорлыр жоғары сезімталдықты, жылдам дайындау процесін, шикізаттың қолжетімділігін, беріктігін және жылдам өндіру жылдамдығын көрсетеді, бұл оларды рефрактометрия және биосенсорлық қолданбалардың кең ауқымы үшін тиімді платформа етеді. Сенсорды өндіру процесі сағатына шамамен 15 сенсорды шығаруға болатындай дәрежеде оңтайландырылған. Бастапқы материал телекоммуникацияда қолданылатын стандартты оптикалық талшық болып табылады, оның бір метрі бар болғаны 0,08 доллар тұрады, бұл сенсорлық өндірісті тек технологиялық және экономикалық тұрғыдан тиімді етеді. Сонымен қатар, жасыл шай сығындысынан алынған синтезделген нанобөлшектердің биоүйлесімділігі жоғары және уыттылығы төмен, бұл оларды биосенсорлық жүйелерде пайдалану үшін өте қолайлы етеді. Жасыл шайдың құрамында табиғи антиоксиданттар бар, олар нанобөлшектердің синтезіне ықпал етіп қана қоймайды, сонымен қатар олардың биологиялық тіндер мен ағзалар үшін қауіпсіздігін қамтамасыз етеді, бұл уытты әсер ету қаупін азайту маңызды болып табылатын медициналық және биологиялық қолданбалар үшін маңызды.

Field of application (in Russian) : 10501 Биология

Field of application (in Kazakh) : 10501 Биология